(57)【要約】【課題】ステータ側マグネットが減磁されることなくステータ側マグネットの磁束を有効に利用することができるバーニア型のブラシレスモータを提供する。【解決手段】ブラスレスモータは、Ｔ型ティース１１とＴ型ティース１１との間に形成されたステータ側スロット１３に、同ステータ側スロット１３を分割する分割突条１２を形成した。そして、Ｔ型ティース１１とＴ型ティース１１との間に配置されるステータ側マグネット１８の外側面１８ａを分割突条１２の先端面１２ｃに当接した。【選択図】図３
2013198171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティースを有するステータコアと、
前記複数のティースに巻回された巻線と、
前記ティース間に配置されたステータ側マグネットと
を有するステータと、
回転軸に対して一体回転可能に設けられるロータコアと、
そのロータコアの周方向に複数形成されたロータ側スロットに配置されたロータ側マグネットと
を有するロータと
を備え、
前記ロータ側のスロット数をＲ、前記ティースの数をＳ、前記巻線の極対数をＰとした時、Ｒ＝Ｓ±Ｐとなるように設定されるものであって、
前記ティース間に形成されるステータ側スロットに、そのステータ側スロットを２分割する分割突条を形成し、その分割突条の先端面に前記ステータ側マグネットの背面を当接したことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
前記分割突条の径方向の長さは、前記ティースの径方向の長さより短く、前記ステータ側マグネットの周方向の両側面は、対向する前記ティースの周方向の側面に当接することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のブラシレスモータにおいて、
前記ティースの周方向の幅は、前記分割突条の周方向の幅より長いことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のブラシレスモータにおいて、
前記ティースは、ステータコアの内側から径方向内側に延びる延出部と、その延出部の先端部から周方向両側に延出形成された突出部とからなるＴ型ティースであり、前記分割突条は、ステータコアの内側から径方向内側に延びる延出部からなり、その延出部にて隣り合う同相の巻線を仕切るようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のブラシレスモータにおいて、
前記分割突条の先端面と前記ステータ側マグネットの背面は、接着剤にて接着固定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータの種類には、例えば特許文献１に示すように、ステータコアの各ティース間（スロット）に配置されたステータ側マグネットを有するステータと、ロータコアの周方向に複数形成されるスロットにそれぞれ配置されるロータ側マグネットを有するロータとから構成される、所謂埋め込みＰＭ型バーニアモータがある。
【０００３】
このようなブラシレスモータは、低速大トルクが得られ、コギングトルクの抑制の点で有利なモータである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２７０６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような、バーニアモータにおいて、ステータ側マグネットの背面には、スロットがあり、そのスロット両側には、ティースがあるため、ステータ側マグネットの背面から出る磁束が所望のルートを通過せず磁束が有効利用されない。いわば、減磁することがあった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、ステータ側マグネットが減磁されることなくステータ側マグネットの磁束を有効に利用することができるバーニア型のブラシレスモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、複数のティースを有するステータコアと、前記複数のティースに巻回された巻線と、前記ティース間に配置されたステータ側マグネットとを有するステータと、回転軸に対して一体回転可能に設けられるロータコアと、そのロータコアの周方向に複数形成されたロータ側スロットに配置されたロータ側マグネットとを有するロータとを備え、前記ロータ側のスロット数をＲ、前記ティースの数をＳ、前記巻線の極対数をＰとした時、Ｒ＝Ｓ±Ｐとなるように設定されるものであって、前記ティース間に形成されるステータ側スロットに、そのステータ側スロットを２分割する分割突条を形成し、その分割突条の先端面に前記ステータ側マグネットの背面を当接したブラシレスモータ。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、ステータ側マグネットの背面が、ステータコアに設けた分割突条の先端面が接触するので、ステータ側マグネットの背面から磁気漏れせずに所望の磁気経路で磁束が流れて有効に利用される。さらに、ステータ側マグネットの固定力も高まるとともに、径方向の位置決め精度も向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記分割突条の径方向の長さは、前記ティースの径方向の長さより短く、前記ステータ側マグネットの周方向の両側面は、対向する前記ティースの周方向の側面に当接する。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、ステータ側マグネットの周方向の両側面を、対向するティースの周方向の側面に当接させることで、ステータ側マグネットはステータコアに対しての固定力が高められる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のブラシレスモータにおいて、前記ティースの周方向の幅は、前記分割突条の周方向の幅より長い。
請求項３に記載の発明によれば、ティースは、その周方向の幅を分割突条の周方向の幅より長くしたことで、ステータ側マグネット及びロータ側マグネットから磁束が磁気飽和し難くなる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載のブラシレスモータにおいて、前記ティースは、ステータコアの内側から径方向内側に延びる延出部と、その延出部の先端部から周方向両側に延出形成された突出部とからなるＴ型ティースであり、前記分割突条は、ステータコアの内側から径方向内側に延びる延出部からなり、その延出部にて隣り合う同相の巻線を仕切るようにした。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、ステータ側マグネットは、その背面が分割突条の先端面が接触し、その周方向両側面がＴ型ティースと接触するので、ステータ側マグネットの背面からの磁気漏れせずに所望の磁気経路で磁気が流れる。さらに、ステータ側マグネットの固定力もより高まるとともに、径方向の位置決め精度が向上する。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載のブラシレスモータにおいて、前記分割突条の先端面と前記ステータ側マグネットの背面は、接着剤にて接着固定されている。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、ステータ側マグネットは、分割突条に対してより強固に固定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ステータ側マグネットが減磁されることなくステータ側マグネットの磁束を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態のブラシレスモータの断面図。
【図２】同形態のブラシレスモータの要部一部拡大断面図。
【図３】同形態のブラシレスモータの要部一部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、ブラシレスモータ１は、モータハウジング２の内周面にステータ３が固定され、そのステータ３の内側には、回転軸４に固着され同回転軸４とともに一体回転するロータ５が配設されている。
【００１９】
ステータ３は、円筒状のステータコア１０を有し、そのステータコア１０の外周面がモータハウジング２に固定されている。ステータコア１０の内側には、軸線方向に沿って形成され、かつ、周方向に等ピッチに配置される複数のＴ型ティース１１が、径方向内側に向かって延出形成されている。そして、本実施形態では、Ｔ型ティース１１の数Ｓは２４個であって、その２４個のＴ型ティース１１は等ピッチで延出形成されている。
【００２０】
図２及び図３に示すように、Ｔ型ティース１１は、径方向内側に向かって延びる延出部１１ａと、その延出部１１ａの先端部から周方向両側に突出する突出部１１ｂを有する。そして、各Ｔ型ティース１１の突出部１１ｂの径方向内側の内側面は、回転軸４の中心軸Ｌ１を中心とした円弧面となるように形成され、ロータ５の外周面と対峙するようになっている。また、Ｔ型ティース１１の突出部１１ｂの径方向外側の外側面も同様に、回転軸４の中心軸Ｌ１を中心とした円弧面となるように形成されている。
【００２１】
Ｔ型ティース１１とＴ型ティース１１の間には、分割突条１２が軸線方向に沿ってかつ径方向内側に向かって延出形成され、その分割突条１２によってＴ型ティース１１とＴ型ティース１１の間に形成されるステータ側スロット１３を２分割するようになっている。
【００２２】
各分割突条１２は、Ｔ型ティース１１とＴ型ティース１１の間に中間位置から延出形成された延出部１２ａを有し、その先端面１２ｃがＴ型ティース１１の突出部１１ｂの径方向外側の外側面と面一となる円弧面で形成されている。また、分割突条１２の延出部１２ａの周方向の幅は、Ｔ型ティース１１の延出部１１ａの周方向の幅よりも短く形成されている。
【００２３】
詳述すると、Ｔ型ティース１１の延出部１１ａの周方向の幅は、Ｔ型ティース１１とＴ型ティース１１の間隔と略同じに形成され、分割突条１２の延出部１２ａの周方向の幅は、そのＴ型ティース１１とＴ型ティース１１の間隔を略３等分した間隔よりも短い長さに形成されている。
【００２４】
そして、分割突条１２の先端面１２ｃの周方向の幅は、隣り合うＴ型ティース１１の突出部１１ｂの周方向の側面間の間隔より短くなっている。
２４個のＴ型ティース１１には、周方向に３相巻線、即ち、Ｕ相巻線１５ａ、Ｖ相巻線１５ｂ、Ｗ相巻線１５ｃが順番に巻回されている。そして、本実施形態のステータコア１０の各相巻線１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、全節巻・分布巻であって、周方向にＵ相巻線１５ａ、Ｖ相巻線１５ｂ、Ｗ相巻線１５ｃが、３個のＴ型ティースを１組とし順番に、１個ずつＴ型ティース１１ずらして順番に巻回されている。この時、全節巻・分布巻で巻回される各相巻線１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、それぞれ１つのスロット１３において、隣り合う同相の巻線が巻回されるが、そのスロット１３を分割する分割突条１２において仕切られた空間にそれぞれ隣り合う同相の巻線が巻回されるようになっている。
【００２５】
そして、ステータコア１０に巻回される３相巻線の極対数Ｐは４個となる。
ステータコア１０のＴ型ティース１１の突出部１１ｂの周方向の側面と、分割突条１２の先端面１２ｃとで、径方向内側に開口した軸方向から見て扇状の凹部が分割突条１２（ステータ側スロット１３）の数だけ形成される。
【００２６】
径方向内側に開口した各凹部には、ステータ側マグネット１８が、それぞれ嵌着されている。各ステータ側マグネット１８の着磁方向は、径方向内側の内側面がＮ極、径方向外側の外側面がＳ極となるように着磁されている。
【００２７】
ステータ側マグネット１８は、その径方向の外側面１８ａの中央部が分割突条１２の先端面１２ｃと接着剤にて固着されている。また、ステータ側マグネット１８は、その径方向外側面１８ａであって、その周方向の両側部が、分割突条１２に巻回した巻線に当接されている。
【００２８】
また、ステータ側マグネット１８は、その周方向両側面は、隣り合うＴ型ティース１１の周方向の側面と当接されている。さらに、ステータ側マグネット１８は、その径方向内側の内側面は、Ｔ型ティース１１の突出部１１ｂの径方向内側の内側面と面一となる円弧面で形成されている。
【００２９】
従って、ステータコア１０の内側面は、回転軸４の中心軸Ｌ１を中心とする同心円上に、ステータ側マグネット１８の径方向内側の内側面とＴ型ティース１１の突出部１１ｂの径方向内側の内側面とが周方向に交互に形成され、ロータ５の外周面と対峙するようになっている。
【００３０】
ステータ３の内側に配置された、ロータ５はロータコア２０を有している。ロータコア２０の外周面には、周方向に等ピッチで配置された複数のロータ側スロット２１が軸線方向に沿って凹設されている。そして、複数のロータ側スロット２１を形成することによって、ロータ側スロット２１とロータ側スロット２１の間に、疑似突極２２が形成される。また、ロータ側スロット２１と疑似突極２２の周方向の幅は、略同じになるように形成されている。
【００３１】
そして、本実施形態では、ロータ側スロット２１の数Ｒは２０個である。従って、疑似突極２２の数はロータ側スロット２１と同じ２０個となる。
各ロータ側スロット２１には、ロータ側マグネット２３がそれぞれ嵌着されている。各ロータ側マグネット２３は、ロータ側スロット２１の内側面に対して接着剤にて固着されている。
【００３２】
各ロータ側マグネット２３の着磁方向は、径方向外側がＳ極、径方向内側がＮ極となるように着磁している。
ちなみに、本実施形態のブラシレスモータ１は、ロータ５に形成されたロータ側スロット２１の数Ｒが２０個、ステータ３に形成されたＴ型ティース１１の数Ｓが２４個、Ｔ型ティース１１に巻回した巻線１５ａ，１５ｂ，１５ｃの極対数Ｐが４個となる。
【００３３】
つまり、本実施形態のブラシレスモータ１は、ロータ側スロット２１の数Ｒ、Ｔ型ティース１１の数Ｓ、ステータコア１０に巻回した巻線の極対数Ｐとの間で、以下の関係式が成立することから、所謂、バーニア型のモータである。
【００３４】
Ｒ＝Ｓ±Ｐ
次に、上記のように構成したブラシレスモータ１の作用を説明する。
ブラシレスモータ１は、ロータコア２０に設けたロータ側スロット２１の数Ｒを２０個、ステータコア１０に設けたＴ型ティース１１の数Ｓを２４個、Ｔ型ティース１１に巻回した巻線の極対数Ｐを４個としたことから、バーニアモータとなる。従って、ブラシレスモータ１は、低速回転大トルクを実現できる。
【００３５】
また、ステータ側マグネット１８は、その外側面１８ａを分割突条１２の先端面１２ｃに当接したことから、ステータ側マグネット１８の磁束は磁気漏れすることなく分割突条１２の先端面１２ｃからその延出部１２ａに流れて所定の磁気経路を流れる。その結果、ステータ側マグネット１８は減磁されることがないので、ステータ側マグネット１８の磁束を有効に利用でき、より高出力のモータを実現できる。ちなみに、分割突条１２は、ロータ５側に露出しないため、ティースの数として含めない。
【００３６】
さらに、ステータ側マグネット１８は、その外側面１８ａを分割突条１２の先端面１２ｃに接着剤にて接着したことから、そのステータコア１０に対する固定力が高まり、しかも、ステータ側マグネット１８の径方向の位置決め精度が向上する。
【００３７】
さらにまた、Ｔ型ティース１１には、ステータ側マグネット１８及びロータ側マグネット２３から磁束が流れるが、Ｔ型ティース１１の延出部１１ａの周方向の幅を分割突条１２の延出部１２ａの周方向の幅より大きくしたので、Ｔ型ティース１１は磁気飽和し難くなる。
【００３８】
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、Ｔ型ティース１１とＴ型ティース１１との間に形成されたステータ側スロット１３に、同ステータ側スロット１３を分割する分割突条１２を形成した。そして、ステータ側マグネット１８の外側面１８ａを、その分割突条１２の先端面１２ｃに当接したことから、ステータ側マグネット１８は減磁されることなく、ステータ側マグネット１８の磁束が有効に利用でき、より高出力のモータを実現できる。
【００３９】
（２）本実施形態によれば、Ｔ型ティース１１とＴ型ティース１１との間に形成されたステータ側スロット１３に、ステータ側スロット１３を分割する分割突条１２を形成した。そして、ステータ側マグネット１８の外側面１８ａを、その分割突条１２の先端面１２ｃに接着剤にて接着したことから、そのステータコア１０に対する固定力を高め、しかも、ステータ側マグネット１８の径方向の位置決め精度を向上させることができる。
【００４０】
（３）本実施形態によれば、Ｔ型ティース１１の延出部１１ａの周方向の幅を、分割突条１２の延出部１２ａの周方向の幅より長くしたので、Ｔ型ティース１１は磁気飽和し難くなる。
【００４１】
（４）本実施形態によれば、分割突条１２の先端面１２ｃにステータ側マグネット１８の外側面１８ａを接着剤にて接着固定した。従って、ステータ側マグネット１８は、分割突条１２に対してより強固に固定され、径方向内側に脱落することはない。
【００４２】
しかも、ステータ側マグネット１８の周方向の両側面を、Ｔ型ティース１１の突出部１１ｂの周方向の側面に当接したので、ステータ側マグネット１８はステータコア１０に対する固定力がさらに高まる。
【００４３】
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ブラシレスモータ１は、ロータコア２０のロータ側スロット２１の数Ｒを２０個、Ｔ型ティース１１の数Ｓを２４個、ステータコア１０に巻回した巻線の極対数Ｐが４個としたバーニアモータであったが、これに限定されるものではない。
【００４４】
要は、バーニアモータの条件である、Ｒ＝Ｓ±Ｐが成立するブラシレスモータであれば何でもよい。
・上記実施形態では、Ｔ型ティース１１はその先端部に突出部１１ｂを形成したが、その突出部１１ｂを省略し延出部１１ａをさらに延出形成して実施してもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、Ｔ型ティース１１の延出部１１ａの周方向の幅を、分割突条１２の延出部１２ａの周方向の幅より長くしたが、これを同じ長さにして実施してもよい。
・上記実施形態では、ステータ側マグネット１８とＴ型ティース１１とが当接するステータ側マグネット１８の周方向の両側面とＴ型ティース１１の突出部１１ｂの周方向の両側面について特に限定しなかった。これを、ステータ側マグネット１８の周方向の両側面の面の向きを、径方向内側に行くほど縮小する面とする。一方、Ｔ型ティース１１の突出部１１ｂの周方向の両側面の面の向きを、径方向内側に行くほど拡開する面とする。
【００４６】
これによって、ステータ側マグネット１８及びＴ型ティース１１の突出部１１ｂの周方向の両側面はテーパ面となる。その結果、ステータ側マグネット１８の径方向内側への脱落をより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…ブラシレスモータ（モータ）、２…モータハウジング、３…ステータ、４…回転軸、５…ロータ、１０…ステータコア、１１…Ｔ型ティース（ティース）、１１ａ…延出部、１１ｂ…突出部、１２…分割突条、１２ａ…延出部、１２ｃ…先端面、１３…ステータ側スロット、１５ａ…Ｕ相巻線（巻線）、１５ｂ…Ｖ相巻線（巻線）、１５ｃ…Ｗ相巻線（巻線）、１８…ステータ側マグネット、１８ａ…外側面（背面）、２０…ロータコア、２１…ロータ側スロット、２２…疑似突極、２３…ロータ側マグネット、Ｐ…極対数。
【図１】
2013198171.tif 000003
【図２】
2013198171.tif 000004
【図３】
2013198171.tif 000005